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by ion beam breeding technology佐藤 勝也; 上田 涼史郎*; 長谷 純宏; 鳴海 一成*; 大野 豊
JAEA-Review 2015-022, JAEA Takasaki Annual Report 2014, P. 100, 2016/02
Bioremediation uses biological organisms to solve an environmental problem. However, microorganisms are sometimes not enough effective to achieve efficient recovery. Therefore, enhancing the functionality of microorganisms is needed to promote the active use of bioremediation. This study began with the purpose of development of Cs-accumulating bacteria by ion beam breeding technology. Previously, we suggested that is the most suitable species for the development of high Cs-accumulating bacteria by ion beam breeding technology. Candidates of Cs-accumulating mutant were screened from the mutagenized cells by ion beam breeding technology on the basis of the luminescent intensity and the cell area as indicators of intracellular Cs level and cell growth, respectively. As a result, we obtained 33 candidates, whose Cs-accumulating abilities were over 2-fold higher than that of the wild-type, from the population of mutagenized cells.
佐藤 勝也; 上田 涼史郎; 長谷 純宏; 鳴海 一成*; 大野 豊
JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 117, 2015/03
Bioremediation uses biological organisms to solve an environmental problem. However, microorganisms are sometimes not enough effective to achieve efficient recovery. Therefore, enhancing the functionality of microorganisms is needed to promote the active use of bioremediation. This study began with the purpose of development of Cs-accumulating bacteria by ion beam breeding technology. We investigated which members are better suited for Cs-accumulation in the genus 
(
, 
, 
, 
, 
and 
) exhibit extraordinary radioresistant. The Cs concentration in the cells exhibited over 4-fold compared with that of the 
by atomic absorption spectrometer analysis. This result suggested that and are best two suitable species for the development of high Cs-accumulating bacteria by ion beam breeding technology.
佐藤 勝也; 武田 喜代子*; 鳴海 一成*; 大津 直子*; 横山 正*
no journal, ,
根粒菌はマメ科植物と共生し、窒素栄養をマメ科植物に供給する。現在、化学肥料からの脱却を目指し、東南アジア等では、この共生関係を生かした根粒菌バイオ肥料の利用が奨励されている。しかし、化学肥料とは異なり、バイオ肥料は、輸送や保存時の高温による接種菌の活性低下等の問題があり改良が望まれている。これまで我々は、ダイズ根粒菌の温帯優良接種菌株である
USDA110株を対象としたイオンビーム突然変異育種を行ってきた。そして、42
Cの液体培地中で少なくとも1週間は高い生存率を維持することが可能な高温耐性変異株の取得に成功した。本研究では、次世代シークエンサーを用いて高温耐性変異株の全ゲノムを解読し、野生株との塩基配列の比較によってDNA変異部位を同定した。ゲノムDNA塩基配列の比較解析の結果、高温耐性変異株M14において、1.27Mbpの逆位という大規模なゲノム構造変異、及び一塩基置換・欠失及び挿入などの18ヶ所の小規模なDNA塩基変異が存在することを明らかにした。これらの大規模な構造変異あるいは小規模な遺伝子変異がM14株の高温耐性に関与している可能性が考えられた。
佐藤 勝也; 上田 涼史郎; 長谷 純宏; 大野 豊; 鳴海 一成*
no journal, ,
汚染環境の浄化技術として、微生物を活用したバイオレメディエーションは、物理的・化学的技術に比べ、環境負荷が小さいだけではなく、多様な汚染物質に対して適用可能であり、重要な技術として注目され、今後の利用拡大が期待されている。しかし、まだまだ微生物機能が低いという課題がある。そこで、資源確保や環境保全を踏まえた微生物の有効利用をさらに推進するためには、微生物の機能の向上が必要である。放射性セシウムの吸収・蓄積に微生物バイオレメディエーション技術を利用した場合、当然のことながら、微生物は被爆することから、期待される吸収・蓄積効果が見込めない可能性がある。そのため、放射能汚染環境下では、放射線に耐性を有する微生物の利用が適している。本研究では、デイノコッカス属細菌にイオンビーム誘発突然変異育種技術を活用し、遺伝子組換え技術に依存しない方法で、セシウム蓄積能の向上した突然変異体の創成を目的とした。
増淵 隆*; 日向 弘和*; 池永 裕*; 林 秀謙*; 佐藤 勝也; 大野 豊
no journal, ,
群馬県では、オリジナルの吟醸用清酒酵母を開発するために、
C
(220MeV)のイオンビーム照射による突然変異で新たな吟醸用清酒酵母の開発を行っており、これまでに吟醸酒特有の香気成分であるカプロン酸エチルを高生産する優良清酒酵母(No.227)を選抜した。しかし、カプロン酸エチル高生産酵母は発酵能が弱くなることがあり、また、変異株の選抜・機能評価は多大な手数と時間を必要とし、研究の遂行を困難にする一因となっている。本研究はイオンビーム変異により得られた酵母の全ゲノムDNA塩基配列を解読し、発酵特性等の機能とゲノム情報が既に明らかとなっている酵母と比較することで、酵母選抜のメルクマールとなる香気生成能・発酵能に関与する遺伝子群を特定すること目的として行った。
佐藤 勝也; 上田 涼史郎; 長谷 純宏; 大野 豊; 鳴海 一成*
no journal, ,
微生物によるバイオレメディエーションは、微生物の機能を活用して環境に有害な金属や汚染物質を除去することで、汚染環境の浄化・修復を図る技術である。しかし、目的の性能を十分に満たす微生物を得ることは困難である場合が多い。そこで、資源確保や環境保全を踏まえた微生物の有効利用を推進するためには、性能が向上した微生物を人為的に得る必要がある。また、微生物バイオレメディエーション技術を放射性物質の吸収・蓄積に利用しようとする場合は、細胞への放射線影響によって、期待される吸収・蓄積効果が見込めない可能性がある。デイノコッカス属細菌は、他の生物にとって致死的効果あるいは変異原性を示す放射線に対して極めて高い耐性を示すので、放射能汚染環境下でのバイオレメディエーションに適した微生物として有望視されている。本研究では、放射性セシウムの効率的な回収に資するため、デイノコッカス属細菌にイオンビーム誘発突然変異育種技術を適用することで、セシウム濃縮能が向上した突然変異体を創成することを目的とした。
佐藤 勝也; 上田 涼史郎*; 長谷 純宏; 大野 豊; 鳴海 一成*
no journal, ,
放射性セシウムの効率的な回収に資するため、デイノコッカス・ラジオデュランスにイオンビーム誘発突然変異育種技術を活用し、遺伝子組換え技術に依存しない方法で、セシウム蓄積能の向上した突然変異体を創成することを目的とした。イオンビーム照射により作出した突然変異集団から、それぞれ菌体内セシウム蓄積と細胞増殖の指標として、セシウム蓄積変異株候補株を選抜した。その結果、突然変異集団から、野生株よりも2倍以上のセシウム蓄積能を有するセシウム蓄積変異株候補株を33株選抜した。選抜したセシウム蓄積変異株候補株について、さらに詳細なセシウム蓄積能及び
線に対する耐性を評価する必要があるが、イオンビーム照射技術によって作出したこれらの変異株は、バイオレメディエーションの供試菌としての利用が期待できる。
佐藤 勝也; 鈴井 伸郎; 尹 永根; 藤巻 秀; 大野 豊
no journal, ,
環境中からの放射性セシウムの効率的な回収に資するため、イオンビーム誘発突然変異育種技術を活用し、デイノコッカス・ラジオデュランスを用いて放射線耐性セシウム蓄積菌の開発することを目的とした。イオンビーム照射により作出した突然変異集団から、それぞれ菌体内セシウム蓄積と細胞増殖の指標として、セシウム蓄積変異株候補株を選抜した。その結果、突然変異集団から、野生株よりも2倍以上のセシウム蓄積能を有するセシウム蓄積変異株候補株を33株選抜した。選抜したセシウム蓄積変異株候補株について、さらに詳細なセシウム蓄積能及び線に対する耐性を評価する必要があるが、イオンビーム照射技術によって作出したこれらの変異株は、バイオレメディエーションの供試菌としての利用が期待できる。
